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透波复合材料——石英纤维在雷达天线罩的应用

发布日期:2018/7/10 17:33:56 作者: 点击:

    透波复合材料是以有机高分子聚合物为基体,以无机或有机纤维为增强材料,经热压、缠绕、树脂传递模塑或烧结成形复合而成的兼具承载能力和电磁波透过功能的复合材料。透波复合材料因具有良好的介电性能、机械性能、耐温性能、耐环境性能和工艺性能,成为制造各类雷达天线罩的主要材料。

    雷达天线罩是航空飞行器实现通信、探测、火控、敌我识别、电子干扰等任务功能时重要的电磁透波窗口,用于保护雷达天线或整个微波系统在恶劣环境下能够正常工作,并使电磁波正常透过的一种结构/功能体。雷达罩的综合性能除设计因素外,取决于其应用的复合材料性能及其制造技术水平。为实现透波、承载及防热、隔热、抗冲击等功能,透波复合材料必须具有优异的介电性能即尽量小的介电常数(ε)和正切损耗(tgδ),并具有足够的强度和弹性模量,以满足雷达罩的气动和结构要求;使电磁窗一方面能够承受载荷,保护发射电磁波的辐射源器件及其天线不受损坏,另一方面尽量减少电磁波的反射与折射损耗,保证电磁波的高透过率。透波复合材料在轻量化、宽频带、高透波、耐大功率辐照、耐高温、耐环境性能等方面提出了更高技术要求,这就同时对其组成部分——增强材料有了更高的要求。河南神玖天航新材料股份有限公司生产的石英纤维就能很好的满足以上要求。
    石英纤维由纯度99.5%以上的二氧化硅经熔融拉制而成,机械性能和耐热性能优良,其抗拉强度是普通玻璃纤维的2~3倍,可长期在1050℃下使用,瞬间耐高温达1700℃。石英纤维有着卓越的介电性能,与各类玻璃纤维相比具有最小的介电常数和正切损耗,在10MHz~100GHz频带范围内,介电常数保持不变,正切损耗从0.0001变化到0.0005,并且介电性能随温度变化较小,是理想的结构/透波功能一体化复合材料的增强材料,已广泛应用于各类高性能雷达天线罩,资料显示欧洲“台风”战斗机、美国F/A-18E/F等飞机的雷达罩选用了石英纤维为增强材料。


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